(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の周波電圧信号を印加することにより、駆動部に楕円振動を生ずる振動子と、
上記振動子を保持する保持部をもつ保持部材と、
上記保持部材に配され、上記振動子の上記駆動部を押圧する押圧機構と、
上記押圧機構により押圧され、かつ、上記保持部材のガイド部により移動方向を規制され、上記振動子の楕円振動により相対駆動される棒状の移動体と、
を具備しており、
上記移動体の端部であって、共振状態の際に振動の節となる位置に錘部を設置したことを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
上記錘部は、上記移動体と一体に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
上記錘部は、上記移動体の密度以上の材質で形成され、上記移動体に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項４】
上記錘部は、上記移動体に振動減衰性の材質を介して取り付けられていることを特徴とする請求項３に記載の駆動装置。
【請求項５】
上記錘部は、上記移動体に対して相対移動する固定部に設けられた移動量規定部と当て付くことにより、上記移動体の相対移動範囲を規制することを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項６】
所定の周波電圧信号を印加することにより、駆動部に楕円振動を生ずる第一の振動子と、
上記第一の振動子を保持する保持部をもつ第一の保持部材と、
上記第一の保持部材に設置され、上記第一の振動子の駆動部を押圧する第一の押圧機構と、
上記第一の押圧機構により押圧され、かつ、上記第一の保持部材のガイド部により移動方向を規制され、上記第一の振動子の楕円振動により相対駆動される第一の移動体と、
からなる第一の駆動機構と、
所定の周波電圧信号を印加することにより、駆動部に楕円振動を生ずる第二の振動子と、
上記第二の振動子を保持する保持部をもつ第二の保持部材と、
上記第二の保持部材に配され、上記第二の振動子の駆動部を押圧する第二の押圧機構と、
上記第二の押圧機構により押圧され、かつ、上記第二の保持部材のガイド部により移動方向を規制され、上記第二の振動子の楕円振動により相対駆動される第二の移動体と、
からなる第二の駆動機構と、
上記第一の駆動機構の上記第一の保持部材、または、上記第一の移動体が固定されている固定部材と、
第一の移動体の端部と、第二の移動体の端部とを結合する結合体と、
を具備しており、上記結合体は、上記移動体の密度以上の密度を有していることを特徴とする駆動装置。
【請求項７】
上記第一の駆動機構及び上記第二の駆動機構は形状が略同一であることを特徴とする請求項６の駆動装置。
【請求項８】
所定の周波電圧信号を印加することにより、駆動部に楕円振動を生ずる第一の振動子と、
上記第一の振動子を保持する保持部をもつ第一の保持部材と、
上記第一の保持部材に配され、上記第一の振動子の駆動部を押圧する第一の押圧機構と、
上記第一の押圧機構により押圧され、かつ、上記第一の保持部材のガイド部により移動方向を規制され、上記移動方向と平行な第一の軸回りに回転可能に保持され、上記第一の振動子の楕円振動により相対駆動され、端部に錘部が設置された第一の移動体と、
からなる第一の駆動機構と、
所定の周波電圧信号を印加することにより、駆動部に楕円振動を生ずる第二の振動子と、
上記第二の振動子を保持する保持部をもつ第二の保持部材と、
上記第二の保持部材に配され、上記第二の振動子の駆動部を押圧する第二の押圧機構と、
上記第二の押圧機構により押圧され、かつ、上記第二の保持部材のガイド部により移動方向を規制され、上記移動方向と平行な第二の軸回りに回転可能に保持され、上記第二の振動子の楕円振動により相対駆動され、端部に錘部が設置された第二の移動体と、
からなる第二の駆動機構と、
上記第二の保持部材に固定された移動枠と、
第一の駆動機構の第一の保持部材または第一の移動体が設置されている固定部材と、
第一の移動体または第一の保持部材と、第二の移動体または第二の保持部材とが、端部で夫々の駆動方向が略直交するように連結する結合体と、
上記第一の軸周りの回転と第二の軸周りの回転を夫々の軸から離れた位置にあり、かつ、上記移動枠と上記固定部材との間に夫々押圧保持されている転動体と、
撮影レンズにより結像された像を電気信号に変換するための上記移動枠に設置された撮像素子と、
上記固定部材と上記撮影レンズが取り付けられているカメラ本体のぶれを検出するぶれ検出器と
を具備しており、上記ぶれ検出器からの信号により、上記第一の駆動機構と上記第二の駆動機構を駆動してぶれを補正することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動子の楕円振動を利用して移動体を駆動して所定の方向に移動させる駆動装置および該駆動装置によりぶれ補正するデジタルカメラ等の撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ぶれ補正機能を備える撮像装置として、例えばカメラがある。カメラが備えるぶれ補正機能としては、カメラピッチ方向（Ｙ軸方向）のぶれ振動とカメラヨー方向（Ｘ軸方向）のぶれ振動とを角速度センサ等のぶれ検出手段を用いて検出し、検出されたぶれ信号に基づいて、ぶれを打ち消す方向に撮像光学系の一部若しくは撮像素子を撮影光軸に直交する平面内で水平方向（Ｘ軸方向）および垂直方向（Ｙ軸方向）にそれぞれ独立にシフトさせることで、撮像素子の撮像面上での像のぶれを補正する手ぶれ補正機能が知られている。
【０００３】
このような手ぶれ補正機能を実現する手ぶれ補正機構においては、手ぶれを補正するために撮影レンズの一部のレンズ、或いは撮像素子そのものを撮影光軸に直交する平面内で水平方向および垂直方向に移動する駆動手段が用いられている。この駆動手段は、手ぶれに追随して動作させるために高い応答性と、精密駆動（微小駆動）と、電源を切っても移動体の位置が保持される自己保持性とが要求される。
【０００４】
このような要求に対して、特許文献１には所定方向にガイドされた移動体に振動波モータを押圧して移動体を駆動する構成が示されている。特許文献２では、第一のインパクトアクチュエータを第一基板に固定して第二基板をヨー方向に駆動し、第二基板に第二のインパクトアクチュエータを固定して撮像素子の搭載された第三基板を駆動する手ぶれ補正機構が開示されている。
【特許文献１】特許第３５２４２４８号公報
【特許文献２】特開２００６−８１３４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示される駆動装置は棒状移動体を振動破モータの楕円振動で直接駆動しているので棒状移動体には振動が伝達し、移動体が共振してしまい効率が著しく低下するといった問題があった。
【０００６】
また、特許文献２に示されるインパクトアクチュエータにおいては圧電体の一方に棒状弾性体が固着し、他方に錘が固着している。この錘は上記棒状弾性体の振動を抑える働きではなく、慣性質量として用いているものである。さらに上記インパクトアクチュエータを駆動機構として用いた手ぶれ補正機構では、高い応答性と、精密駆動と、自己保持性は得られるが、慣性力を利用して駆動するため、衝撃振動を伝達するシャフトを剛性の高いものにすることができないとともに小型で高い出力を得ることができないという問題がある。
【０００７】
また、カメラ等において、ＣＣＤ等の撮像素子の前面に防塵フィルタ等が一体化されて、比較的大きくて重い撮像ユニットを駆動対象とする場合には高い出力が必要となり、カメラが大きなものとなる。つまり、駆動力を上げるためには慣性質量を大きくする必要があり、駆動機構そのものが大きくなってしまう。また、摩擦力に打ち勝つ慣性力により駆動する原理から、摩擦滑りによるエネルギー損失が必ず生ずるものであり、効率をあまり高くすることができないという根本的な不具合もあり、小型で高出力な駆動機構が実現できない。さらに、枠の構成が固定枠（第一基板）と撮像素子の搭載される移動枠（第三基板）との間に枠状の第二基板が介在する構成になっており、枠構成が複雑で機構が大型化する。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、小型で、高効率の駆動が可能な駆動装置および該駆動装置を適用する撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１に記載の駆動装置は、所定の周波電圧信号を印加することにより、駆動部に楕円振動を生ずる振動子と、上記振動子を保持する保持部をもつ保持部材と、上記保持部材に配され、上記振動子の上記駆動部を押圧する押圧機構と、上記押圧機構により押圧され、かつ、上記保持部材のガイド部により移動方向を規制され、上記振動子の楕円振動により相対駆動される棒状の移動体とを具備しており、上記移動体の端部であって、共振状態の際に振動の節となる位置に錘部を設置している。
【００１０】
本発明の請求項２に記載の駆動装置は、請求項１に記載の駆動装置において、上記錘部は、上記移動体と一体に形成されている。
【００１１】
本発明の請求項３に記載の駆動装置は、請求項１に記載の駆動装置において、上記錘部は、上記移動体の密度以上の材質で形成され、上記移動体に取り付けられている。
【００１２】
本発明の請求項４に記載の駆動装置は、請求項３に記載の駆動装置において、上記錘部は、上記移動体に振動減衰性の材質を介して取り付けられている。
【００１３】
本発明の請求項５に記載の駆動装置は、請求項１に記載の駆動装置において、上記錘部は、上記移動体に対して相対移動する固定部に設けられた移動量規定部と当て付くことにより、上記移動体の相対移動範囲を規制する。
【００１４】
本発明の請求項６に記載の駆動装置は、所定の周波電圧信号を印加することにより、駆動部に楕円振動を生ずる第一の振動子と、上記第一の振動子を保持する保持部をもつ第一の保持部材と、上記第一の保持部材に設置され、上記第一の振動子の駆動部を押圧する第一の押圧機構と、上記第一の押圧機構により押圧され、かつ、上記第一の保持部材のガイド部により移動方向を規制され、上記第一の振動子の楕円振動により相対駆動される第一の移動体とからなる第一の駆動機構と、所定の周波電圧信号を印加することにより、駆動部に楕円振動を生ずる第二の振動子と、上記第二の振動子を保持する保持部をもつ第二の保持部材と、上記第二の保持部材に配され、上記第二の振動子の駆動部を押圧する第二の押圧機構と、上記第二の押圧機構により押圧され、かつ、上記第二の保持部材のガイド部により移動方向を規制され、上記第二の振動子の楕円振動により相対駆動される第二の移動体とからなる第二の駆動機構と、上記第一の駆動機構の上記第一の保持部材、または、上記第一の移動体が固定されている固定部材と、第一の移動体の端部と、第二の移動体の端部とを結合する結合体とを具備しており、上記結合体は、上記移動体の密度以上の密度を有している。
【００１５】
本発明の請求項７に記載の駆動装置は、請求項６の駆動装置において、上記第一の駆動機構及び上記第二の駆動機構は形状が略同一である。
【００１６】
本発明の請求項８に記載の撮像装置は、所定の周波電圧信号を印加することにより、駆動部に楕円振動を生ずる第一の振動子と、上記第一の振動子を保持する保持部をもつ第一の保持部材と、上記第一の保持部材に配され、上記第一の振動子の駆動部を押圧する第一の押圧機構と、上記第一の押圧機構により押圧され、かつ、上記第一の保持部材のガイド部により移動方向を規制され、上記移動方向と平行な第一の軸回りに回転可能に保持され、上記第一の振動子の楕円振動により相対駆動され、端部に錘部が設置された第一の移動体とからなる第一の駆動機構と、所定の周波電圧信号を印加することにより、駆動部に楕円振動を生ずる第二の振動子と、上記第二の振動子を保持する保持部をもつ第二の保持部材と、上記第二の保持部材に配され、上記第二の振動子の駆動部を押圧する第二の押圧機構と、上記第二の押圧機構により押圧され、かつ、上記第二の保持部材のガイド部により移動方向を規制され、上記移動方向と平行な第二の軸回りに回転可能に保持され、上記第二の振動子の楕円振動により相対駆動され、端部に錘部が設置された第二の移動体とからなる第二の駆動機構と、上記第二の保持部材に固定された移動枠と、第一の駆動機構の第一の保持部材または第一の移動体が設置されている固定部材と、第一の移動体または第一の保持部材と、第二の移動体または第二の保持部材とが、端部で夫々の駆動方向が略直交するように連結する結合体と、上記第一の軸周りの回転と第二の軸周りの回転を夫々の軸から離れた位置にあり、かつ、上記移動枠と上記固定部材との間に夫々押圧保持されている転動体と、撮影レンズにより結像された像を電気信号に変換するための上記移動枠に設置された撮像素子と、上記固定部材と上記撮影レンズが取り付けられているカメラ本体のぶれを検出するぶれ検出器とを具備しており、上記ぶれ検出器からの信号により、上記第一の駆動機構と上記第二の駆動機構を駆動してぶれを補正する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る駆動装置および撮像装置によれば、移動対象物として棒状の移動体を用い、楕円振動を生ずる振動子を駆動源としているので、小型で大きな駆動力を得やすい駆動装置および撮像装置を提供することができる。また、移動体端部に設けた錘部の質量で移動体の共振を抑えることができるので、高効率な駆動装置が得られ、ガタや可聴音が無く、高応答性と高精度を併せ持つ駆動装置および撮像装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図を用いて本発明の実施形態について説明する。
【００１９】
本発明の一実施の形態の撮像装置は、光電変換によって画像信号を得る撮像素子を含む撮像ユニットの手ぶれ補正を行うための駆動装置を搭載したものであり、ここでは、一例としてレンズ交換可能な一眼レフレックスデジタルカメラへの適用例として説明する。
【００２０】
まず、図１を参照して本実施の形態の一眼レフレックスデジタルカメラ（以下、カメラと記載する）のシステム構成例について説明する。なお、図１は、本実施の形態のカメラのシステム構成を概略的に示すブロック図である。
【００２１】
本実施の形態のカメラは、撮像装置としてカメラ本体を有するボディユニット１００と、アクセサリ装置の一つである交換レンズとしてのレンズユニット１０とによりカメラシステムを構成している。
【００２２】
レンズユニット１０は、ボディユニット１００の前面に設けられた図示しないレンズマウントを介して着脱自在である。レンズユニット１０の制御は、自身が有するレンズ制御用マイクロコンピュータ（以下、Ｌμｃｏｍと記載する）５が行う。ボディユニット１００の制御は、ボディ制御用マイクロコンピュータ（以下、Ｂμｃｏｍと記載する）５０が行う。これらＬμｃｏｍ５とＢμｃｏｍ５０とは、ボディユニット１００にレンズユニット１０を装着した状態において、通信コネクタ６を介して通信可能に電気的に接続される。そして、カメラシステムとして、Ｌμｃｏｍ５がＢμｃｏｍ５０に従属的に協働しながら稼動するように構成されている。
【００２３】
レンズユニット１０は、撮影レンズ光軸ＯL 上に配される撮影レンズ１と絞り３とを備えている。撮影レンズ１は、レンズ駆動機構２内に設けられた図示しないＤＣモータによって駆動される。絞り３は、絞り駆動機構４内に設けられた図示しないステッピングモータによって駆動される。Ｌμｃｏｍ５は、Ｂμｃｏｍ５０の指令に基づいてこれら各モータを制御する。
【００２４】
ボディユニット１００内には、以下のような構成部材が図１の如く配設されている。例えば、光学系としての一眼レフ方式の構成部材（ペンタプリズム１２、クイックリターンミラー１１、接眼レンズ１３、サブミラー１１ａからなる）と、撮影レンズ光軸ＯL 上のフォーカルプレーン式のシャッター１５と、サブミラー１１ａからの反射光束を受けてデフォーカス量を検出するためのＡＦセンサユニット１６が設けられている。
【００２５】
また、ＡＦセンサユニット１６を駆動制御するＡＦセンサ駆動回路１７と、クイックリターンミラー１１を駆動制御するミラー駆動機構１８と、シャッター１５の先幕と後幕を駆動するばねをチャージするシャッターチャージ機構１９と、これら先幕と後幕の動きを制御するシャッター制御回路２０と、ペンタプリズム１２からの光束を検出する測光センサ２１ａに基づき測光処理を行う測光回路２１が設けられている。
【００２６】
撮影レンズ光軸ＯL 上には、上述の光学系を通過した被写体像を光電変換するための撮像ユニット３０が設けられている。撮像ユニット３０は、撮像光軸ＯC を有する撮像素子であるＣＣＤ３１やその前面に配設された光学ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３２、防塵フィルタ３３をユニットとして一体化してなるものである。防塵フィルタ３３の周縁部には、圧電素子３４が取り付けられている（図２）。圧電素子３４は、２つの電極を有しており、防塵フィルタ制御回路４８によって圧電素子３４を所定の周波数で振動させることで防塵フィルタ３３を振動させ、フィルタ表面に付着した塵を除去し得るように構成されている。この撮像ユニット３０は、後述する手ぶれ補正用駆動装置である防振ユニット３００に搭載される（図７）。
【００２７】
また、本実施の形態のカメラシステムは、ＣＣＤ３１に接続したＣＣＤインターフェース回路２３と、液晶モニタ２４、記憶領域として機能するＳＤＲＡＭ２５、ＦｌａｓｈＲＯＭ２６などを利用して画像処理する画像処理コントローラ２８とを備え、電子撮像機能とともに電子記録表示機能を提供できるように構成されている。ここで、記録メディア２７は、各種のメモリカードや外付けのＨＤＤ等の外部記録媒体であり、通信コネクタを介してカメラ本体と通信可能かつ交換可能に装着される。そして、この記録メディア２７に撮影により得られた画像データが記録される。その他の記憶領域としては、カメラ制御に必要な所定の制御パラメータを記憶する、例えば、ＥＥＰＲＯＭからなる不揮発性メモリ２９がＢμｃｏｍ５０からアクセス可能に設けられている。
【００２８】
Ｂμｃｏｍ５０には、当該カメラの動作状態を表示出力によってユーザヘ告知するための動作表示用ＬＣＤ５１および動作表示用ＬＥＤ５１ａと、カメラ操作スイッチ（以下、スイッチは、ＳＷと記載する）５２とが設けられている。カメラ操作ＳＷ５２は、例えばレリーズＳＷ、モード変更ＳＷおよびパワーＳＷなど、当該カメラを操作するために必要な操作釦を含むスイッチ群である。さらに、電源としての電池５４と、電池５４の電圧を、当該カメラシステムを構成する各回路ユニットが必要とする電圧に変換して供給する電源回路５３が設けられ、外部電源からジャックを介して電流が供給されたときの電圧変化を検知する電圧検出回路も設けられている。
【００２９】
上述のように構成されたカメラシステムの各部は、概略的には以下のように稼動する。まず、画像処理コントローラ２８は、Ｂμｃｏｍ５０の指令に従ってＣＣＤインターフェース回路２３を制御してＣＣＤ３１から画像データを取り込む。この画像データは画像処理コントローラ２８でビデオ信号に変換され、液晶モニタ２４で出力表示される。ユーザは、この液晶モニタ２４の表示画像から、撮影した画像イメージを確認できる。
【００３０】
ＳＤＲＡＭ２５は、画像データの一時的保管用メモリであり、画像データが変換される際のワークエリアなどに使用される。また、画像データは、ＪＰＥＧデータに変換された後、記録メディア２７に保管される。
【００３１】
ミラー駆動機構１８は、クイックリターンミラー１１をアップ位置とダウン位置へ駆動するための機構であり、このクイックリターンミラー１１がダウン位置にある時、撮影レンズ１からの光束は、ＡＦセンサユニット１６側とペンタプリズム１２側へと分割されて導かれる。ＡＦセンサユニット１６内のＡＦセンサからの出力は、ＡＦセンサ駆動回路１７を介してＢμｃｏｍ５０へ送信されて周知の測距処理が行われる。一方、ペンタプリズム１２を通過した光束の一部は測光回路２１内の測光センサ２１ａへ導かれ、ここで検知された光量に基づき周知の測光処理が行われる。
【００３２】
次に、防振ユニット３００に搭載されるＣＣＤ３１を含む撮像ユニット３０について、図２を参照して説明する。なお、図２は、撮像ユニット３０の構成例を示す縦断側面図である。
【００３３】
撮像ユニット３０は、撮影光学系を透過し自己の光電変換面上に照射された光に対応した画像信号を得る撮像素子としてのＣＣＤ３１と、ＣＣＤ３１の光電変換面側に配設され、撮影光学系を透過して照射される被写体光束から高周波成分を取り除く光学ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３２と、この光学ＬＰＦ３２の前面側において所定間隔をあけて対向配置された防塵フィルタ３３と、この防塵フィルタ３３の周縁部に配設されて防塵フィルタ３３に対して所定の振動を与えるための圧電素子３４とを備える。なお、ＣＣＤ３１の光電変換面上の光軸を撮像光軸ＯC とする。勿論、撮像光軸ＯC は、撮影レンズ光軸ＯL （Ｚ方向）と平行である。
【００３４】
ＣＣＤ３１のＣＣＤチップ３１ａは、固定板３５上に配設されたＦＰＣ（フレキシブル基板）３１ｂに直接、実装され、ＦＰＣ３１ｂの両端から出た接続部３１ｃ，３１ｄが主回路基板３６に設けられたコネクタ３６ａ，３６ｂを介して主回路基板３６側と接続されている。また、ＣＣＤ３１が有する保護ガラス３１ｅは、スペーサ３１ｆを介してＦＰＣ３１ｂ上に固着されている。
【００３５】
ＣＣＤ３１と光学ＬＰＦ３２との間には、弾性部材等からなるフィルタ受け部材３７が配設されている。このフィルタ受け部材３７は、ＣＣＤ３１の前面側周縁部で光電変換面の有効範囲を避ける位置に配設され、かつ、光学ＬＰＦ３２の背面側周縁部の近傍に当接することで、ＣＣＤ３１と光学ＬＰＦ３２との間を略気密性が保持されるように構成されている。そして、ＣＣＤ３１と光学ＬＰＦ３２とを気密的に覆うホルダ３８が配設されている。ホルダ３８は、撮像光軸ＯC 周りの略中央部分に矩形状の開口３８ｋを有し、この開口３８ｋの防塵フィルタ３３側の内周縁部には断面が略Ｌ宇形状の段部３８ｍが形成され、開口３８ｋに対してその後方側から光学ＬＰＦ３２およびＣＣＤ３１が配設されている。光学ＬＰＦ３２の前面側周縁部を段部３８ｍに対して略気密的に接触させるように配置することで、光学ＬＰＦ３２は、段部３８ｍによって撮像光軸ＯC 方向（Ｚ方向）の位置規制がなされ、ホルダ３８の内部から前面側に対する抜け止めがなされる。
【００３６】
一方、ホルダ３８の前面側の周縁部には、防塵フィルタ３３を光学ＬＰＦ３２の前面に所定間隔あけて保持するために段部３８ｍ周りで段部３８ｍよりも前面側に突出させた防塵フィルタ受け部３８ｎが全周に亘って形成されている。全体として円形ないしは多角形の板状に形成された防塵フィルタ３３は、板ばね等の弾性体で形成される部材であって、ビス３９で防塵フィルタ受け部３８ｎに固定された押圧部材４０により押圧状態で防塵フィルタ受け部３８ｎに支持される。防塵フィルタ３３の背面側の外周縁部に配設された圧電素子３４部分には、防塵フィルタ受け部３８ｎとの間に環状のシール４１が介在され、気密状態が確保されている。撮像ユニット３０は、このようにしてＣＣＤ３１を搭載する所望の大きさに形成されたホルダ３８を備えた気密構造を有している。
【００３７】
本実施の形態のカメラは、ボディユニット１００の撮影時に生じた手ぶれを補償するように撮像素子であるＣＣＤ３１を上記手ぶれに応じて移動させ、手ぶれのない撮影画像を得る手ぶれ補正機能を有している。そこで、上記カメラにおいては、撮影レンズ光軸ＯL （または、撮像光軸ＯC ）の方向をＺ方向として、該Ｚ方向と直交する平面（ＸＹ平面）内にて互いに直交する第一の方向をＸ方向とし、第二の方向をＹ方向とした場合、撮像ユニット３０のＣＣＤ３１を、上記Ｘ方向およびＹ方向にぶれを補償するように変位移動させるための手ぶれ補正用駆動装置である防振ユニット３００（図３）が適用される。そして、防振ユニット３００においては、所定の周波電圧を上記駆動装置の駆動源となる振動子に印加することにより振動子の駆動子に楕円振動を発生させることによって、撮像ユニット３０のＣＣＤ３１を搭載する移動対象物としてのホルダ３８が変位駆動される。
【００３８】
ここで、本実施の形態のカメラの手ぶれ補正用の駆動装置で駆動源として用いる上記振動子の動作原理について図３〜６を用いて説明する。なお、図３は、振動子の模式図である。図４（Ａ）〜（Ｃ）は、上記振動子の動作原理を示す模式図である。図５（Ａ）〜（Ｄ）および図６（Ａ）〜（Ｄ）は、上記振動子の振動過程を示す模式図である。
【００３９】
図３に示すように振動子２００は、所定の大きさで直方体に形成された圧電体２０１と、この圧電体２０１の片面側に片寄らせて分極により中心対称に形成された一対の駆動領域２０２，２０３と、駆動領域２０２，２０３に対応する圧電体２０１の表面位置に設けられた駆動部としての駆動子２０４，２０５とを備える。
【００４０】
駆動領域に電圧を印加しない図４（Ｂ）の状態（振動子長さＬ）から駆動領域２０２に＋の電圧を印加すると、図４（Ａ）に示すように、分極された駆動領域２０２部分が伸びるように変形する一方、その背面側の圧電体２０１部分は伸びるように変形しないので全体として円弧状に変形する。逆に、駆動領域２０２に−の電圧を印加すると、図４（Ｃ）に示すように、分極構造の駆動領域２０２部分が縮むように変形する一方、その背面側の圧電体２０１部分は縮まないので全体として、図４（Ａ）とは逆向きの円弧状に変形する。駆動領域２０３側でも同様である。
【００４１】
駆動子２０４，２０５の表面に楕円振動を発生させるには、圧電体２０１の分極された一方の駆動領域２０２に所定周波数の正弦波による周波電圧を印加するととともに、他方の駆動領域２０３に対して駆動領域２０２に印加する周波電圧の周波数と同じ周波数で位相のずれた正弦波による周波電圧を印加する。印加する周波電圧の周波数は、圧電体２０１の中央が屈曲振動の節Ｎ0 となり、駆動子２０４，２０５部分が屈曲振動の腹となり、かつ、圧電体２０１の縦振動の節が屈曲振動の節と一致するような所定の数値に設定する。
【００４２】
印加する周波電圧の＋，−の変化に伴い、振動子２００は、図５（Ａ）〜（Ｄ）と図６（Ａ）〜（Ｄ）に示す屈曲振動と縦振動が合成された振動を繰り返し、駆動子２０４，２０５の表面にはそれぞれ楕円振動Ｅ1 ，Ｅ2 が発生する。よって、ホルダ２０６を介して振動子２００の駆動子２０４，２０５側を駆動対象となる移動体２０７に押圧接触させて配設することで、移動体２０７は、駆動子２０４，２０５の表面に生ずる楕円振動Ｅ1 ，Ｅ2 の向きに従い移動することとなる。
【００４３】
この際、駆動領域２０２，２０３に印加する周波電圧の位相差を変えることで、駆動子２０４，２０５の表面に発生する楕円振動Ｅ1 ，Ｅ2 の形状を変えることが可能であり、これにより振動子２００に駆動されて移動する移動体の移動速度を変えることができる。例えば、周波電圧の位相差が０°であれば、速度は０であるが、位相差を増やすと速度は次第に上がり、位相差９０°で最大速度となる。また、位相差９０°を超えて大きくすると逆に速度は次第に下がり、位相差１８０°では再び速度０となる。位相差を負の値にすると、駆動子２０４，２０５に発生する楕円振動Ｅ1 ，Ｅ2 の回転方向が逆転し、移動体を逆方向に駆動することが可能となる。この場合も、位相差−９０°のときに最大速度となる。
【００４４】
本実施形態のカメラに組み込まれ、上述した振動子を駆動源とする手ぶれ補正用駆動装置である防振ユニット３００の構成、作用について、図７〜１７を参照して説明する。
【００４５】
なお、図７は、本実施形態の防振ユニットの構成例を示す正面図である。図８は、防振ユニットの駆動源を含むＸ軸駆動機構部の分解斜視図である。図９は、図７のＡ−Ａ断面図である。但し、上ケースの一部は、非断面状態とする。図１０は、図９のＨ−Ｈ断面図である。図１１は、図９のＩ−Ｉ断面図である。図１２は、図９のＪ−Ｊ断面図である。図１３は、図７のＢ−Ｂ断面図である。図１４は、図７のＣ−Ｃ断面図である。図１５は、図７のＤ−Ｄ断面、または、Ｅ−Ｅ断面を示す図である。図１６は、図７のＦ−Ｆ断面図である。図１７は、図７のＧ−Ｇ断面図である。更に、図１８は、図９のＪ−Ｊ断面で示されるロッドの回転変位状態を示す図である。図１９は、端部に錘を固着した状態でのロッド３３０ｘの共振状態（屈曲振動）の振幅を拡大して示した概念図である。
【００４６】
防振ユニット３００は、前述した光学ＬＰＦ３２、防塵フィルタ３３等ともに撮像素子であるＣＣＤ３１等からなる撮像ユニット３０（図２）を搭載した移動枠としてのホルダ３８をＸ方向およびＹ方向に移動させる最終的な移動対象物とするものである。
【００４７】
ホルダ３８は、固定部材であるフレーム３０２に対して後述するＸ軸駆動機構部３１０ｘおよびＹ軸駆動機構部３１０ｙによりＸ方向及びＹ方向に移動可能に支持され、かつ、フレーム３０２との間に設けた転動体であるボール（Ａ）３８１、ボール（Ｂ）３８２、ボール（Ｃ）３８３を挟み込むことでＺ方向の位置規制がなされている（図１４，１５）。
【００４８】
防振ユニット３００は、ホルダ３８をフレーム３０２に対してＸ方向に変位移動させる第一の駆動機構であるＸ軸駆動機構部３１０ｘと、ホルダ３８をＹ方向に変位移動させる第二の駆動機構であるＹ軸駆動機構部３１０ｙとを備え、Ｘ方向、Ｙ方向に独立に動作させることにより、ホルダ３８に搭載されたＣＣＤ３１はＸＹ平面内でＸ方向およびＹ方向にぶれを補償するように変位駆動される。
【００４９】
ここで、Ｘ方向の単軸駆動機構を形成するＸ軸駆動機構部３１０ｘの構成について、詳細に説明するが、Ｙ方向の単軸駆動機構を形成するＹ軸駆動機構部３１０ｙも基本構造はＸ軸駆動機構部３１０ｘと同様であり、以下、Ｘ軸駆動機構部３１０ｘについて、詳しく説明する。なお、各図中、Ｘ軸駆動機構部３１０ｘの各構成部材には各符号に添え字ｘを付して示し、Ｙ軸駆動機構部３１０ｙの対応する各構成部材には同一符号に添え字ｙを付して示す。
【００５０】
Ｘ軸駆動機構部３１０ｘは、上ケース３６０ｘと、圧電体３２３ｘおよび駆動部である駆動子３２１ｘ，３２２ｘからなる第一の振動子であるＸ軸振動子３２０ｘと、ロッド本体３３１ｘおよび摺動板３３６ｘからなるＸ方向に移動可能な第一の移動体であるロッド３３０ｘと、Ｘ軸振動子３２０ｘを摺動板３３６ｘ側に付勢する第一の押圧機構であるＸ軸押圧機構３５０ｘと、第一の保持部材である下ケース３４０ｘとを備えている。
【００５１】
Ｘ軸振動子３２０ｘにおいては、図４〜６で説明した振動子２００の動作原理に従い、振動子駆動回路６４（図１）で発生される所定の周波電圧が接続用ＦＰＣ（フレキシブルケーブル基板）３２６ｘを通して圧電体３２３ｘに印加され、矩形状の圧電体３２３ｘの片面に配される駆動部である駆動子３２１ｘ，３２２ｘに楕円振動が発生する。駆動子３２１ｘ，３２２ｘに生じる楕円振動により、Ｘ方向の駆動力が得られる。
【００５２】
Ｘ軸振動子３２０ｘには圧電体３２３ｘの駆動子３２１ｘ，３２２ｘと相反する側の中央位置にコの字状の振動子ホルダ３２４ｘが固着されている。このＸ軸振動子３２０ｘは、図８，１０に示すように振動子ホルダ３２４ｘに形成された両側突起３２４ｘｃが下ケース３４０ｘの保持部である溝３４０ｘｃに嵌合することで、Ｘ方向の移動が規制され、更に、振動子ホルダ３２４ｘの側面が下ケース３４０ｘの内壁３４０ｘａに嵌合することで、Ｙ方向の移動が規制されて下ケース３４０ｘに保持されている。
【００５３】
また、ロッド３３０ｘは、全体が略円柱形状をなし、厳密にはＤカット円形断面をもつ被ガイド部であるロッド本体３３１ｘ上に形成された平面部３３１ｘａに摺動部である摺動板３３６ｘが固着されている。Ｘ軸振動子３２０ｘの駆動子３２１ｘ，３２２ｘがロッド３３０ｘ側に押圧され、摺動板３３６ｘに接触している。なお、摺動板３３６ｘとロッド本体３３１ｘの固着は接着によるとするが、ビス等で締結してもよく、さらには高剛性と耐摩耗性を合わせもつ材料であればロッド本体と一体の材料で形成しても良く、固定方式は、特に問わない。ロッド本体３３１ｘは、剛性の高いステンレスやフェライト系ステンレスの焼入れ材が好ましく、摺動板３３６ｘは耐磨耗性を有して剛性の高いセラミックス等の材質で形成され、ロッド３３０ｘの剛性を高めてある。このように剛性を高めることで、小型で高い出力を発生することが可能な移動体であるロッド３３０ｘを実現でき、また、後で述べるように構造体としても機能し、さらに精度を上げると同時に、枠部材をより小型にすることが可能となる。
【００５４】
また、ロッド本体３３１ｘは、摺動板３３６ｘが固着された平面部３３１ｘａとは反対の側の外周に円弧状の２列の溝３３１ｘｂに転動体であるボール３３５ｘを２つずつ、計４つで保持し、ボール３３５ｘは下ケース３４０ｘに設けたＸ方向に沿わせたＵ字溝３４０ｘｆの側面と底面で支持され、Ｘ振動子３２０ｘを摺動板３３６ｘに押圧することにより、Ｘ方向にロッド本体３３１ｘが下ケース３４０ｘと相対移動可能に位置決めされている。一方、下ケース３４０ｘは、フレーム３０２の上面３０２ｄにビス３４４ｘで固定されているのでロッド３３０ｘとフレーム３０２はＸ方向に相対移動が可能である（図９）。
【００５５】
なお、転動体としてのボール３３５ｘは、これに限らず、ローラであってもよい。但し、ローラの場合は、下ケース３４０ｘに設けるＸ軸に沿ったＵ字溝３４０ｘｆに替えて角部２箇所に該ローラを受ける斜面を形成し、該斜面とロッド３３０ｘとの間に上記ローラを配置する必要がある。
【００５６】
ロッド３３０ｘの一端部３３０ｘｄには、錘部となる錘３３４ｘが固着されている。他端部３３０ｘｃには、錘を兼ねるロッド結合体３７０が固着されている。錘３３４ｘ，結合体３７０は、ロッド本体３３１ｘと同じの密度のステンレス、あるいは、鉄鋼材料、より好ましくは、銅、黄銅、タングステン等のロッド３３０ｘよりも密度の高い材料とする。そして、錘３３４ｘは、ロッド本体３３１ｘの端部３３０ｘｄにゴム系の振動減衰特性を有する材料からなる吸振部材３３４ｘａを介して接着固定されている。但し、錘３３４ｘは、接着固定に替えてネジ等の別の手段でロッド本体３３１ｘに固定してもよく、また、ロッド本体３３１ｘに一体で形成されていてもよい。
【００５７】
ロッド結合体３７０は、ロッド本体３３１ｘと同じ密度のステンレス、あるいは、鉄鋼材料、より好ましくは、銅、黄銅、タングステン等のロッド本体３３１ｘよりも密度の高い材料とし、ロッド本体３３１ｘの端部３３０ｘｃにゴム系等の粘弾性を有する振動減衰性のよい接着剤で接着固定される。なお、Ｘ軸駆動機構３１０ｘが駆動状態にあるとき、ロッド３３０ｘは、共振状態となるが、錘３３４ｘ，ロッド結合体３７０が固着されるロッド３３０ｘの端部の位置は、その共振状態での節位置となる。
【００５８】
このようにロッド３３０ｘの端部の共振状態での節の位置に錘３３４ｘおよびロッド結合体３７０が固着されることによって、Ｘ軸振動子３２０ｘが動作したときに発生するロッド３３０ｘの振動を減少させたり、無くしたりすることができ、不要な振動が発生せず、可聴音の発生などが無い安定したより高効率の駆動を実現できる。さらなる詳細は、図１９，３０を用いて後で説明する。
【００５９】
Ｘ軸押圧機構３５０ｘは、上ケース３６０ｘの内部上方に挿入される板バネ３５２ｘと、板バネ３５２ｘの端部を押圧する調節ビス３５４ｘと、調節ビス押圧量を調節するための調節ワッシャ３５３ｘと、上ケース３６０ｘに配されるビス穴（ビス螺合用ネジ穴）３６０ｘｄとからなる。
【００６０】
板バネ３５２ｘは、図８，１０に示すようにＸ方向に延びる弾性変形可能な略真直な板バネであり、両端に幅方向の凸部３５２ｘｂと、中央幅方向に突出する位置決め凸部３５２ｘｃとを有している。この板バネ３５２ｘは、上ケース３６０ｘの内部上方に挿入され、両端の凸部３５２ｘｂが上ケース３６０ｘの内壁３６０ｘａに嵌合し、Ｙ方向の位置決めと回転が規制される。更に、位置決め凸部３５２ｘｃを上ケース３６０ｘの上部切り欠き３６０ｘｃに嵌入させてＸ方向の位置決めがなされる。
【００６１】
上ケース３６０ｘのビス穴３６０ｘｄに対して調節ワッシャ３５３ｘを挿入した状態で２本の調節ビス３５４ｘを螺合し、該ビスの先端でＸ方向対称な板バネ３５２ｘの両端部を下方に押圧する。板バネ３５２ｘの両端部の押圧変位により、板バネ中央下面押圧部にてゴム等の振動吸収材で形成された防振シート３５１ｘを介してＸ軸振動子３２０ｘ側の振動子ホルダ３２４ｘの凸状押圧部３２４ｘｂを押圧し、振動子ホルダ３２４ｘによりＸ軸振動子３２０ｘが押圧される。その押圧力によってＸ軸振動子３２０ｘの駆動子３２１ｘ，３２２ｘが摺動板３３６ｘに当接する。
【００６２】
板バネ３５２ｘの押圧変位量は、調節ワッシャ３５３ｘの厚みを変えることで変化し、該振動子押圧力の調整ができる。このＸ軸押圧機構３５０ｘによる振動子押圧力量は、１５Ｎ（ニュートン）程度の非常に大きな力に設定される。
【００６３】
なお、上ケース３６０ｘは逆Ｕ宇形状で、Ｘ方向両端立下り部に両側面に２つずつ、４箇所に矩形穴３６０ｘｂを設けている。一方、下ケース３４０ｘには上記矩形穴３６０ｘｂに対応した位置に各々突起３４０ｘｂが設けられている（図８，９）。上ケース３６０ｘと下ケース３４０ｘとは、板バネ３５２ｘやＸ軸振動子３２０ｘ等を組み込んだ状態で内壁面と外面を嵌合させて組み付け、上ケース矩形穴３６０ｘｂと突起３４０ｘｂとを係合させると（図１１）、下ケース３４０ｘに対する上ケース３６０ｘの相対組み付け位置が決まる。
【００６４】
また、上ケース３６０ｘおよび下ケース３４０ｘには、それぞれ一方の側面部に切り欠き３６０ｘｅおよび３４０ｘｅが設けられている（図８）。これらの切り欠き部は、上述した上、下ケースの組み付け状態でＸ軸振動子３２０ｘの上面に接続される接続用ＦＰＣ３２６ｘを挿通させるための切り欠きとなる。
【００６５】
Ｙ軸駆動機構部３１０ｙも前述したように基本構造は、Ｘ軸駆動機構部３１０ｘと同様であり（図１３参照）、その詳細な説明は省略するが、Ｘ軸駆動機構部３１０ｘ側の上、下ケース３６０ｘ，３４０ｘやＸ軸振動子３２０ｘは、フレーム３０２に対する固定部材となり、Ｘ軸振動子３２０ｘの駆動力によって移動体であるロッド３３０ｘがＸ方向に移動する。それに対してＹ軸駆動機構部３１０ｙでは、第二の移動体であるロッド３３０ｙがフレーム３０２に対してＹ軸移動方向での固定側となり、駆動子３２１ｙ，３２２ｙをもつ第二の振動子であるＹ軸振動子３２０ｙ、第二の保持部材である下ケース３４０ｙ、第二の押圧機構であるＹ軸押圧機構３５０ｙ、上ケース３６０ｙが移動部材となる。従って、下ケース３４０ｙに固定されているホルダ３８も移動部材となる。
【００６６】
なお、ロツド３３０ｘとロッド３３０ｙは、端部が結合体であるロッド結合体３７０の嵌合穴３７０ａ，３７０ｂに嵌入し、接着固定され、互いの中心軸が直交するように支持されている。従って、Ｘ軸駆動機構部３１０ｘによってロッド３３０ｘがＸ方向に駆動された場合は、ロッド３３０ｘにロッド結合体３７０で結合されたロッド３３０ｙはロッド３３０ｘと一体的にＸ方向に移動し、ロッド３３０ｙに押圧支持されている上、下ケース３６０ｙ，３４０ｙ、更に、下ケース３４０ｙが固定されているホルダ３８もＸ方向に移動する。更に、Ｙ軸駆動機構部３１０ｙによってロッド３３０ｙが相対的に駆動された場合、ホルダ３８は、Ｙ方向に移動する。
【００６７】
ロッド３３０ｘは、図１８の破線（摺動板３３６ｘ′の位置）で示すように下ケース３６０ｘに対して溝３３１ｘｂの円筒面中心（ロッド３３０ｘの回転の軸心３３０ｘO）に回転可能である。ロッド３３０ｘにロッド結合体３７０で結合されているロッド３３０ｙも一体に回転可能である。ロッド３３０ｙは、下ケース３４０ｙにボール３３５ｙを介して押圧支持されており、下ケース３４０ｙは、ホルダ３８にビス３４４ｙで固定されている。ホルダ３８は、ロッド３３０ｙと一体の状態でロッド３３０ｘの軸心に周りに回転可能である。
【００６８】
一方、図７，１４に示すようにロッド３３０ｙの軸心とフレーム３０２のボール受け３０２ａに配置されたボール（Ａ）３８１の中心とが一致する状態でホルダ３８が支持されており、ボール（Ａ）３８１によってロッド３３０ｙのロッド３３０ｘの軸心まわりの回転が止められた状態で、ロッド３３０ｙの軸心は、フレーム３０２のボール受け３０２ａの平面と平行に保たれる。
【００６９】
また、Ｙ軸駆動機構部３１０ｙではロッド３３０ｙの軸心に対して回転可能であるが、ロッド３３０ｙは下ケース３４０ｙにボール３３５ｙを介して押圧支持されており、下ケース３４０ｙはホルダ３８にビス３４４ｙで固定されているので、ホルダ３８は、ロッド３３０ｙの軸心まわりに回転可能な状態にある。そこで、ロッド３３０ｙの中心軸から離れた位置、例えば、ロッド結合体３７０と該係合体近傍にあるボール（Ｃ）３８３との延長線上であって、ＣＣＤ３１の中心を超えた位置にフレーム３０２のボール受け３０２ｂを設け、ホルダ３８を受けるボール（Ｂ）３８２を配して、ホルダ３８のロッド３３０ｙの中心軸回りの回転を規制している（図７，１５）。
【００７０】
そして、ロッド３３０ｘを位置決めしている下ケース３４０ｘがフレーム３０２に固定されているので、フレーム３０２に対するロッド３３０ｘのＺ方向位置が決り、フレーム３０２に配置されたボール（Ａ）３８１、ボール（Ｂ）３８２でホルダ３８を支持することで、ホルダ３８は、Ｚ方向の正確な位置でＣＣＤ３１の装着面がＸＹ平面に平行な状態を保ってスライド可能に支持される。
【００７１】
また、フレーム３０２のボール受け３０２ｃとホルダ３８の間に配されるボール（Ｃ）３８３は、ロッド３３０ｘ，３３０ｙの軸心の交点（ロッド結合体３７０の位置）により近い位置に配されており、ホルダ３８をＸ方向、Ｙ方向に移動させたときに異常な負荷等の発生でホルダ３８に異常な回転力が加わった場合、ホルダ３８を傾かせないための補助的な支持を行うようにしている（図７，１５）。但し、このボール（Ｃ）３８３は、ホルダ３８の支持上、必ず必要とするものではない。
【００７２】
なお、ボール（Ａ），（Ｂ），（Ｂ）３８１，３８２，３８３は、同一の直径を有しており、それぞれの３箇所のボール受け３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃの受け面は同一平面上にあり、対向するホルダ３８の３箇所の凹状受け面３８ａも同一平面上にあるのでホルダ３８は、フレーム３０２とは平行に保たれる。
【００７３】
図１６に示すようにホルダ３８とフレーム３０２には外周部の対向した位置に腕が形成され、各々の腕の先端部にはＶ字形状の切欠であるバネフック３８ｅ，３０２ｅが形成されて付勢手段であるバネ３８４が懸架されている。バネ３８４の付勢力は、ホルダ３８をロッド３３０ｘ周りのモーメントとして作用し、ボール（Ａ）３８１、ボール（Ｂ）３８２を挟み込む側に力が作用し、ホルダ３８とフレーム３０２は、安定して平行に保たれる。ここで、付勢バネ３８４の力量は、駆動動作時に負荷となるのでＸ軸振動子３２０ｘ、Ｙ軸振動子３２０ｙの押圧力よりも充分小さく設定されているが、力の作用する位置は、ロッド３３０ｘ、ロッド３３０ｙの中心軸から離れた位置にあるので作用するモーメントとしては充分に大きなものとなる。
【００７４】
なお、防振ユニット３００におけるフレーム３０２とホルダ３８の間に挟持される３つのボールのうち、ボール（Ｂ）３８２をロッド３３０ｘの延長線上の位置、あるいは、ロッド３３０ｙからＣＣＤ３１側に所定距離離間した位置に配置するようなホルダ支持構造を採用することも可能である。この場合もボール（Ｃ）３８３は設けてもよいが、必ずしも必要ではない。この支持構造によれば、ロッド３３０ｘ、および、３３０ｙの回転をともに効率よく規制し、フレーム３０２に対してホルダ３８を安定して支持することができる。
【００７５】
前述したようにロッド３３０ｘの一端部３３０ｘｄには、錘３３４ｘが吸振部材３３４ｘａを介して固着され、他端部３３０ｘｃには、錘を兼ねるロッド結合体３７０が軸穴３７０ａにて振動減衰性よい接着剤により接着固定される。同様にロッド３３０ｙの一端部３３０ｙｄには、錘部となる錘３３４ｙが固着され、他端部３３０ｙｃには、錘を兼ねるロッド結合体３７０が固着されており、ロッド３３０ｘとロッド３３０ｙがロッド結合体３７０を介して一体化されている。
【００７６】
ロッド３３０ｘとロッド３３０ｙはＸ振動子３２０ｘ、Ｙ振動子３２０ｙの動作により直接超音波の楕円振動が伝達する。ロッド３３０ｘ、ロッド３３０ｙに伝達した振動は各ロッドの中で共振し、図１９に示すような振動状態となる。図１９では、屈曲振動状態のみを拡大して示したが、これ以外にも捩り振動、縦振動等色々な振動も発生する。
【００７７】
ロッド結合体３７０は、ロッド３３０ｘの振動の節の部分で固着されている。ロッド３３０ｙ側も同様である。もし、ロッド結合体３７０が振幅の大きな腹の部分で固着された場合、Ｘ軸駆動機構部３１０ｘあるいはＹ軸駆動機構部３１０ｙの系全体の振動を阻害することになり、出力が低下する。さらに、一方の軸駆動機構部から不要な振動が他方の軸駆動機構部に伝達し、他方の軸駆動機構部の出力が低下する。
【００７８】
そこで、上述したように振動子３２０ｘ，３２０ｙの駆動周波数で動作させたときに各ロッドに発生する共振振動の節付近でロッド結合体３７０を接着剤で結合し、出力の低下を抑えている。なお、図１９では振動振幅を非常に拡大して示しており、接着剤の変形量は１μｍより小さいレベルであり、振動エネルギーの損失が大きなものとはならない。
【００７９】
さらに、ロッド３３０ｘ，３３０ｙのロッド結合体３７０側に対向する端部３３０ｘｄ，３３０ｙｄにそれぞれ錘３３４ｘ，３３４ｙを吸振部材３３４Ｘａを介して固着したことによって（図７）、上記共振状態では、ロッド結合体３７０と上記端部が振動の節位置となって振幅が抑えられる。上記端部に錘が装着されない状態では、ロッド３３０Ｃの共振状態を示す図３０のように振幅の大きな屈曲振動が生じ、出力の低下や可聴音の発生などの原因となる。
【００８０】
しかし、図１９に示すように錘３３４ｘ，３３４ｙをロッド３３０ｘ，３３０ｙの端部に固着することによって、振動の波長が短くなり、共振周波数が高くなるので、振動子３２０ｘ，３２０ｙを駆動周波数で駆動した場合、共振しにくい状態となり、振幅も抑えられる。また、共振周波数付近で振動子を振動させたとしても振幅を小さく抑えることができる。従って、振動子の振動がロッドを介して漏れることがなくなり、駆動効率がアップする。また、安定した振動状態が得られ、可聴音の発生もなくなる。
【００８１】
なお、Ｘ軸駆動機構部３１０ｘ、Ｙ軸駆動機構部３１０ｙの個々の振動特性に合せて固着する錘３３４ｘ，３３４ｙの質量を調整し、最小の質量の錘を適用することで、小型、かつ、最適な振動特性を有する駆動装置が得られる。
【００８２】
さらに、錘３３４ｘおよび錘３３４ｙとロッド結合体３７０の端面は、ロッド３３０ｘ，３３０ｙが駆動方向に移動した時に下ケース３４０ｘ，３４０ｙの移動量規定部となる側面に当てつくことで、ロッド３３０ｘ，３３０ｙの動作範囲を規制するストッパの機能も兼ねている。
【００８３】
次に、防振ユニット３００における各制御要素とその制御動作について説明する。カメラのボディユニット１００には該ボディユニット１００のＸ軸周りのぶれ（ピッチ方向のぶれ）を検出するぶれ検出器であるＸ軸ジャイロ６２ｘおよびボディユニット１００のＹ軸周りのぶれ（ヨ一方向のぶれ）を検出するぶれ検出器であるＹ軸ジャイロ６２ｙが内蔵されている（図１）。また、ボディユニット１００にはフレーム３０２に配設されたフレキ３９１上に設置したホール素子３９２とホール素子３９２に対向するようにホルダ３８の一部に配設させた磁石３９３とからなる位置検出センサ３９０が配されている（図１，７）。更に、これらＸ軸ジャイロ６２ｘ、Ｙ軸ジャイロ６２ｙおよび位置検出センサ３９０からの信号に基づきＸ軸振動子３２０ｘ、Ｙ軸振動子３２０ｙを駆動する振動子駆動回路６４を制御するための防振制御回路６１を備えている。防振制御回路６１は、Ｂμｃｏｍ５０からの指示に従い制御動作を実行する。
【００８４】
Ｘ軸駆動機構部３１０ｘにてＸ軸振動子３２０ｘに所定の周波電圧を印加して駆動子３２１ｘ，３２２ｘに楕円振動を発生させると、Ｘ軸振動子３２０ｘの駆動子３２１ｘ，３２２ｘがＸ軸押圧機構３５０ｘによる強い付勢力で摺動板３３６ｘに押圧接触しているので、ロッド３３０ｘは、駆動子３２１ｘ，３２２ｘの楕円振動の回転方向に駆動される。
【００８５】
この際、Ｘ軸振動子３２０ｘに加える押圧力は強いため、仮に、ロッド３３０ｘを構成する摺動板３３６ｘやロッド本体３３１ｘの剛性が弱いと、付与する押圧力により摺動板３３６ｘやロッド本体３３１ｘが撓んでしまい、駆動子３２１ｘ，３２２ｘと摺動板３３６ｘとが片当りして動作が不安定になったり、動作を停止することがある。
【００８６】
しかし、本実施の形態における防振ユニット３００では、ロッド３３０ｘを構成する摺動板３３６ｘおよびロッド本体３３１ｘの剛性が高いため、駆動子３２１ｘ，３２２ｘと摺動板３３６ｘとの押圧接触状態が安定し、楕円振動に伴う駆動力が摺動板３３６ｘに確実に伝達され、高効率で楕円振動の回転方向に駆動することができる。また、摺動板３３６ｘを有するロッド３３０ｘは、下ケース３４０ｘに対して面接触ではなく、ロッド本体３３１ｘの溝３３１ｘｂ部分に保持されたボール３３５ｘによる転勤方式で接触しているので、押圧力が強くてもロッド３３０ｘは下ケース３４０ｘに対して摩擦の少ない状態となり、確実に移動する。
【００８７】
更に、ロッド本体３３１ｘは、ｘ方向に沿った２列のボールベアリング軸受構造からなるので、ロッド３３０ｘはＸ軸振動子３２０ｘによる駆動を受けた場合にＸ方向にのみ移動する。このようにロッド３３０ｘが移動すると、ロッド３３０ｘの一端にロッド結合体３７０で直交して固定されたロッド３３０ｙも、一体となってＸ方向に移動する。ロッド３３０ｙにはＹ方向に２列に並んだボール３３５ｙを介して下ケース３４０ｙが、Ｙ振動子３２０ｙをＸ軸押圧機構３５０ｙで押圧することで押圧位置決めされ、下ケース３４０ｙにはホルダ３８がビス３４４ｙで固定されているので、ロッド３３０ｘがＸ方向へ移動すると、ホルダ３８はロッド３３０ｘと一体となってＸ方向に移動する。すなわち、ホルダ３８の移動方向も、Ｘ方向に沿った２列のボールベアリング軸受構造からなるロッド本体３３１ｘ，下ケース３４０ｘ同士の係合によりガイドされる。このような構造を採用することによって装置の小型化や構造単純化が実現できる。
【００８８】
さらに、上述したようにロッド３３０ｘは、下ケース３４０ｘに対して微小角回転可能であるが（図１８）、図のようにロッド３３０ｘが回転した状態では、Ｘ軸振動子３２０ｘの駆動子３２１ｘ，３２２ｘが摺動板３３６ｘに対して片当たりして、駆動力の伝達効率が低下する可能性がある。しかし、本実施形態では、Ｘ軸振動子側の振動子ホルダ３２４ｘの板バネ３５２ｘ側が当接面の狭い突起３２４ｘｂとなっていることでＸ軸振動子３２０ｘが傾く自由度があり、上記片当たりが防止できる。
【００８９】
次に、防振ユニット３００における手ぶれ補正動作について説明する。カメラ操作ＳＷ（スイッチ）５２中の図示しない手ぶれ補正ＳＷがオン状態のもとで図示しないメインＳＷがオンされると、Ｂμｃｏｍ５０から防振制御回路６１に対して、振動子駆動回路６４が初期動作を実行する信号が伝達され、振動子駆動回路６４からＸ軸振動子３２０ｘおよびＹ軸振動子３２０ｙに所定の周波電圧が印加され、ホルダ３８をＣＣＤ３１の中心である撮像光軸ＯC が撮影レンズ光軸ＯL に一致する中立位置に移動するようにＸ方向およびＹ方向に駆動される。
【００９０】
そして、撮影持、Ｘ軸ジャイロ６２ｘ、Ｙ軸ジャイロ６２ｙによって検出されるボディユニット１００のぶれ信号が処理回路で信号増幅後、Ａ／Ｄ変換されて防振制御回路６１に入力される。
【００９１】
防振制御回路６１では、Ｘ軸ジャイロ６２ｘ、Ｙ軸ジャイロ６２ｙの出力信号に基づきぶれ補正量を演算し、演算されたぶれ補正量に応じた信号を振動子駆動回路６４に出力する。ＣＣＤ３１を搭載したホルダ３８は、振動子駆動回路６４によって生成される電気信号によって動作するＹ軸振動子３２０ｙ、Ｘ軸振動子３２０ｘによって駆動される。ＣＣＤ３１を搭載するホルダ３８の駆動位置は、位置検出センサ３９０によって検出され、防振制御回路６１に送られ、フィードバック制御が行われる。
【００９２】
すなわち、防振制御回路６１では、入力されたＸ軸ジャイロ６２ｘ、Ｙ軸ジャイロ６２ｙからの信号（以下、「ぶれ信号」、または、「ぶれ角速度信号」と記載する）に基づいて基準値を演算する。基準値の演算は、カメラの主電源を投入してから静止面撮影のための露光を行うまでの間に行われる。この演算としては、比較的長時間のぶれ信号の移動平均値を算出する方法、または、カットオフ周波数が比較的低いローパスフィルタによりＤＣ成分を求める方法等があり、何れかの方法を用いればよい。上記の演算により求めた基準値をぶれ信号より差分することにより、ぶれ信号の低周波成分が除去された信号が得られる。そして、この信号と位置検出センサ３９０の出力信号とに基づいて振動子駆動回路６４が制御されて、ＣＣＤ３１が搭載されているホルダ３８の位置をぶれを補償するように移動させる。
【００９３】
ここで、上述した手ぶれ補正動作を含む静止画撮影時の撮影処理動作について、図２０のフローチャートを参照して説明する。なお、図２０は、静止画撮影時のぶれ補正動作を含む概略フローチャートである。なお、本処理動作は、Ｂμｃｏｍ５０による制御のもとで実行される処理であって、レリーズＳＷにより撮影準備開始が指示される以前（レリーズ一段目オン操作である１Ｒ−ＯＮの前）には行われず、レリーズＳＷにより撮影準備開始が指示されると（１Ｒ−ＯＮの後）に開始される。
【００９４】
レリーズＳＷによる１Ｒ−ＯＮの操作で本処理動作が開始されると、上述の基準値を用いて補正量を演算し、算出された補正量に従ってぶれ補正駆動を開始する（ステップＳ１１）。続いて、レリーズＳＷによる撮影準備開始指示が解除されたか（１Ｒ−ＯＦＦになったか）否かを判定し（ステップＳ１２）、解除された場合には（ステップＳ１２でＹＥＳ）、ステップＳ１１で開始されたぶれ補正駆動を停止するとともにＣＣＤ３１をセンタリングし（ステップＳ１７）、撮影準備開始の指示待ち状態（１Ｒ待ち状態）となる。
【００９５】
一方、レリーズＳＷによる撮影準備開始指示が解除されない場合には（ステップＳ１２でＮＯ）、続いて、レリーズＳＷにより撮影開始が指示されたか（２Ｒ−ＯＮになったか）否かを判定する（ステップＳ１３）。撮影開始が指示されない場合には（ステップＳ１３でＮＯ）、ステップＳ１２に戻り、指示待ち状態で待機する。
【００９６】
一方、レリーズＳＷにより撮影開始が指示された場合には（ステップＳ１３でＹＥＳ）、ステップＳ１１で開始されたぶれ補正駆動を停止するとともにＣＣＤ３１をセンタリングする（ステップＳ１４）。続いて、保持された基準値を用いて補正量を演算し、その補正量に従ってぶれ補正駆動を開始する（ステップＳ１５）。
【００９７】
そして、露光を行い（ステップＳ１６）、露光が終了すると、ぶれ補正駆動を停止するとともにＣＣＤ３１をセンタリングし（ステップＳ１７）、撮影準備開始の指示待ち状態（１Ｒ待ち状態）となる。
【００９８】
上述したように本実施の形態のカメラの防振ユニット３００によれば、効率が高く大きな駆動力を得やすい楕円振動を生ずる振動子３２０ｘ，３２０ｙを駆動源として用いる一方、移動体として高剛性のロッド３３０ｘ，３３０ｙを夫々有しているＸ軸駆動機構部とＹ軸駆動機構部を該ロッド３３０ｘとロッド３３０ｙをロッド結合体３７０で直交するように結合して、簡単な構成でＸ・Ｙ方向に駆動可能な２次元駆動装置を構成し、全体として駆動力が大きくて高効率で小型・軽量化を図ることができる。また、上述したＸ軸駆動機構部とＹ軸駆動機構部を適用することから自己保特性があり、かつ、高精度で高い応答性が得られ、更には、ＣＣＤ３１を保持するホルダ３８を上記直交するロッドを介して移動させる機構を採用しているのでリンク機構を適用するものに比較してユニットのＺ方向の占有スペースが少なく、薄型化が実現できる。
【００９９】
また、ロッド３３０ｘとロッド３３０ｙのそれぞれの端部に錘３３４ｘ，３３４ｙを固着し、ロッド結合体３７０で連結することによって、振動子３２０ｘ，３２０ｙによって駆動されるときのロッド３３０ｘ，３３０ｙの共振振動を抑えることができ、高効率の駆動状態が得られ、可聴音の発生を防止することができる。
【０１００】
次に、上述した実施形態における防振ユニット３００の駆動機構に適用する下ケースの変形例について図２１〜２３を用いて説明する。なお、図２１は、本変形例の下ケースを適用した場合の図９に対応するＸ軸駆動機構部の断面図である。図２２は、図２１のＬ−Ｌ断面図である。図２３は、図２１のＭ矢視図である。
【０１０１】
本変形例の下ケース３４０Ａｘは、駆動方向であるＸ方向の両端部に壁部３４０Ａｘｆが設けられている。該壁部３４０Ａｘｆには、ロッド３３０ｘのロッド本体３３１ｘが貫通する該ロッド本体よりわずかに大きな貫通穴３４０Ａｇが設けられている。
【０１０２】
なお、下ケース３４０Ａｘを適用したＸ軸駆動機構部３１０Ａｘに組み込まれるＸ軸振動子３２０ｘやＸ軸押圧機構部３５０ｘ、さらに、上ケース３６０ｘ等は、前述した実施形態に適用したものと同様であり、Ｘ軸駆動機構部３１０ｘの場合と同様に動作する。図中、それら同一構成の部材には同一符号を付している。
【０１０３】
本変形例の下ケース３４０Ａｘは、壁部３４０Ａｘｆを有しているので剛性がアップし、振動子の駆動力伝達がより効率よく伝達され、また、下ケース３４０Ａｘの薄型化、軽量化も可能となる。
【０１０４】
上述した構造を有する下ケースは、Ｙ軸駆動機構部３１０ｙにも適用可能であり、前記実施形態と同様にロッド結合体３７０を適用してロッド３３０ｘと３３０ｙを連結し、効率のよい、小型の防振ユニットを実現することができる。
【０１０５】
また、本変形例の下ケースを適用したＸ軸駆動機構部においても前述した実施形態の場合と同様にロッド３３０ｘの端部３３０ｘｄに錘３３４ｘを吸振部材３３４ｘａを介して固着し、他端部３３０ｘｃにロッド結合体３７０が固着されている。さらに、錘３３４ｘは、ロッド３３０ｘと一体で形成することも可能であり、構成部品点数を減らすことができる。また、本変形例の下ケースを適用したＹ軸駆動機構部においても同様に錘、ロッド結合体が固着されており、同様の効果を奏する。
【０１０６】
次に、上述した実施形態における防振ユニット３００の駆動機構部のロッドに対する変形例について、図２４〜２９を用いて説明する。なお、図２４は、本変形例のロッドを適用した場合の図９に対応するＸ軸駆動機構部の断面図である。図２５は、本変形例を適用するＸ軸駆動機構部の下ケースの底面部を図２４のＰ−Ｐ側から見た図である。図２６は、図２４のＱ−Ｑ断面図である。図２７は、図２４のＲ−Ｒ断面図である。図２８は、図２４のＳ−Ｓ断面図である。図２９は、図２６のロッド部断面を拡大して示した図であって、ロッドに回転力が作用した状態を示す。
【０１０７】
本変形例のＸ軸駆動機構部のロッド３３０Ｂｘは、図２６に示すように断面形状が略二等辺三角形であり、二等辺の面３３０Ｂｘｈに接するようにＸ方向に２列、計４つのボール３３５ｘがロッド３３０Ｂｘを支持している。ボール３３５ｘは、下ケース３４０ＢｘのＸ方向に直交して設けられた溝３４０Ｂｘｉに保持されている。さらに、ロッド３３０Ｂｘには先に述べた実施の形態の場合とは異なり、摺動板が設けられていない。該摺動板に替わって駆動子３３１ｘ，３３２ｘが接する面にはセラミックのコーティング等の耐摩耗性の処理がなされており、充分な耐久性を有している。また、下ケース３４０Ｂｘに対してロッド３３０Ｂｘのある範囲内での回転規制が可能である（図２９）。
【０１０８】
また、前記実施形態におけるロッド３３０ｘの場合と同様にロッド３３０Ｂｘの端部３３０Ｂｘｊおよび３３０Ｂｘｋには、ロッド結合体３７０Ｂ、または、錘３３４Ｂｘが接着固定されている（図２４，２７，２８）。
【０１０９】
錘３３４Ｂｘは、四角柱形状を有しており、ロッド３３０Ｂｘと同じ密度のステンレスや鉄鋼、より好ましくは、銅、黄銅、タングステン等であって、ロッド３３０Ｂｘより密度の高い材料で形成されている。錘３３４Ｂｘはロッド３３０Ｂｘに接着固定されており、その接着剤３３４Ｂｘａは、ゴム系等の粘弾性を持ち、振動減衰性のものがより好ましい。また、ビス等の別の手段で固定してもよい。錘３３４Ｂｘを四角柱形状にすることにより、略同一の占有スペースで錘の質量を変えることが可能になり、小型化に有効である。一方、ロッド結合体３７０Ｂも同様の材料で形成され、同様の接着剤を用いて接着される。さらに、錘３３４Ｂｘは、ロッド３３０Ｂｘと一体で形成することも可能であり、構成部品点数や組み立て工数を減らすことができる。
【０１１０】
なお、ロッド３３０ｘの共振を抑えるために錘３３４Ｂｘとロッド結合体３７０Ｂとの質量バランスをとる必要があるが、その場合、錘３３４Ｂｘの質量を変える以外にロッド結合体３７０Ｂの上面に適正な質量をもつ調整錘３７０Ｂａを接着することでも可能である（図２４）。調整錘３７０Ｂａの材料は、タングステンの板とかタングステン粉をゴム材に分散させたものが最も好ましいが、密度の高い銅とか鉄あるいはその合金であってもよい。また、固着方法については接着としたが、ビス等の別の手段を用いてもよい。
【０１１１】
Ｙ軸駆動機構部のロッド３３０ｙに対してもロッド３３０ｘと同様の錘、ロッド結合体が固着される。
【０１１２】
本変形例のロッド３３０Ｂｘを適用した場合、ロッド自体の構成が簡単で組み立ても容易であり、駆動機構の耐久性も向上する。さらに、ロッド３３０ｘ，３３０ｙに対して錘、あるいは、ロッド結合体を固着することにより、Ｘ軸振動子３２０ｘ，Ｙ軸振動子３２０ｙが動作したときに発生するロッド３３０ｘ，３３０ｙの振動を減少させたり、無くしたりすることが可能となり、より高効率の出力が得られ、かつ、不要な振動が発生しないことから、可聴音の発生などが無い安定した駆動状態が得られる。
【０１１３】
なお、上述した実施形態の駆動装置においては、Ｘ軸駆動機構部の３１０ｘの下ケース３４０ｘがフレーム３０２に固定され、Ｙ軸駆動機構部３１０ｙのロッド３３０ｙがホルダ３８側に固定された構造を採用したが、これに替えてＸ軸駆動機構部の３１０ｘのロッド３３０ｘをフレーム３０２に固定し、下ケース３４０ｘに対してＹ軸駆動機構部３１０ｙのロッド３３０ｙ、または、下ケース３４０ｙを連結固定し、下ケース３４０ｙ、または、ロッド３３０ｙをホルダ３８側に固定する構造を採用することも可能である。
【０１１４】
この発明は、上記各実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記各実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
本発明による駆動装置および撮像装置は、移動対象物として棒状の移動体を用い、楕円振動を生ずる振動子を駆動源とすることで小型で大きな駆動力を得やすく、また、移動体端部に設けた錘部の質量で移動体の共振を抑えることができ、高効率な駆動装置が得られ、ガタや可聴音が無く、高応答性と高精度を併せ持つ駆動装置および撮像装置として利用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明の実施の形態の防振ユニットを備えたカメラのシステム構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】図１のカメラに適用される撮像ユニットの構成例を示す縦断側面図である。
【図３】図１のカメラに適用される防振ユニットの駆動源となる振動子の模式図である。
【図４】図３の振動子の振動の状態を示す模式図である。
【図５】図３の振動子の振動過程を示す模式図である。
【図６】図３の振動子の振動過程を示す模式図である。
【図７】図１のカメラに適用される防振ユニットの構成例を示す正面図である。
【図８】図７の防振ユニットの駆動源を含むＸ軸駆動機構部の分解斜視図である。
【図９】図７のＡ−Ａ断面図である。但し、上ケースの一部は、非断面状態とする。
【図１０】図９のＨ−Ｈ断面図である。
【図１１】図９のＩ−Ｉ断面図である。
【図１２】図９のＪ−Ｊ断面図である。
【図１３】図７のＢ−Ｂ断面図である。
【図１４】図７のＣ−Ｃ断面図である。
【図１５】図７のＤ−Ｄ断面、または、Ｅ−Ｅ断面を示す図である。
【図１６】図７のＦ−Ｆ断面図である。
【図１７】図７のＧ−Ｇ断面図である。
【図１８】図９のＪ−Ｊ断面で示されるＸ軸駆動機構部のロッドの回転変位状態を示す図である。
【図１９】図８のＸ軸駆動機構におけるロッドの共振状態の振幅を拡大して示した概念図である。
【図２０】図１のカメラにおける静止画撮影時のぶれ補正動作を含む概略フローチヤートである。
【図２１】上記実施形態の防振ユニットのＸ軸駆動機構部における下ケースの変形例を適用した場合の図９に対応するＸ軸駆動機構部の断面図である。
【図２２】図２１のＬ−Ｌ断面図である。
【図２３】図２１のＭ矢視図である。
【図２４】上記実施形態の防振ユニットのＸ軸駆動機構部におけるロッドの変形例を適用した場合の図９に対応するＸ軸駆動機構部の断面図である。
【図２５】図２４のロッドの変形例を適用したＸ軸駆動機構部の下ケースの底面部を図２４のＰ−Ｐ側から見た図である。
【図２６】図２４のＱ−Ｑ断面図である。
【図２７】図２４のＲ−Ｒ断面図である。
【図２８】図２４のＳ−Ｓ断面図である。
【図２９】図２６のロッド部断面を拡大して示した図であって、ロッドに回転力が作用した状態を示す。
【図３０】従来の駆動機構部におけるロッドの共振状態の振幅を拡大して示した概念図である。
【符号の説明】
【０１１７】
３１  …ＣＣＤ（撮像素子）
３８  …ホルダ（移動枠）
６２ｘ…Ｘ軸ジャイロ（ぶれ検出器）
６２ｙ…Ｙ軸ジャイロ（ぶれ検出器）
３０２  …フレーム（固定部材）
３１０ｘ…Ｘ軸駆動機構部（第一の駆動機構）
３１０ｙ…Ｙ軸駆動機構部（第二の駆動機構）
３２０ｘ…Ｘ軸振動子（第一の振動子）
３２０ｙ…Ｙ軸振動子（第二の振動子）
３２１ｘ，３２２ｘ，３２１ｙ，３２２ｙ
…駆動子（駆動部）
３３０ｘ，３３０Ｂｘ…ロッド（第一の移動体）
３３０ｙ…ロッド（第二の移動体）
３３４ｘ，３３４ｙ，３３４Ｂｘ…錘（錘部）
３４０ｘ…下ケース（第一の保持部材）
３４０ｙ…下ケース（第二の保持部材）
３５０ｘ…Ｘ軸押圧機構（第一の押圧機構）
３５０ｙ…Ｙ軸押圧機構（第二の押圧機構）
３７０，３７０Ｂ…ロッド結合体（結合体）
３８１，３８２，３８３…ボール（転動体）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
0005185684.tif 000020
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
0005185684.tif 000023
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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